近日，我校生命科學學院儲誠進教授課題組在生態學領域頂級期刊Ecology Letters（IF5 = 11.775）上發表了題為“Direct and indirect effects of climate on richness drive the latitudinal diversity gradient in forest trees”的學術論文。該項研究基于全球35個大型固定森林樣地（CTFS-ForestGEO）的調查數據（樣地分布于25.10° S—61.30° N之間，面積從9公頃至60公頃不等），系統地研究了氣候和森林林分特征對樹木緯度多樣性梯度格局的影響。儲誠進教授為該論文的唯一第一作者和唯一通訊作者，我校生命科學學院為唯一作者單位。該項工作聯合了國際上48個科研院所的73位科研人員，得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金等項目的資助。
35個大型固定森林樣地的分布圖
樹木物種多樣性等隨緯度梯度的變化格局
生物多樣性緯度梯度格局的形成機制是宏觀生態學和生物地理學研究中最為基礎的科學問題之一。研究人員曾提出很多不同的假說來試圖加以解釋，包括歷史因素、進化因素以及各種生態學過程等。而氣候的影響在所有的假說中幾乎都有體現：低緯度地區氣候季節間和年際間變異小（氣候忍耐假說）；生態位分化程度高（生態位理論）；溫度越高，意味著生物的進化速率和物種的形成速率可能會越高（“紅皇后”假說）；能量更為充足，意味著能支持更多的個體，進而通過減少隨機滅絕的風險來提高物種的數目（“更多個體假說”或者“物種-能量”假說）等。實際上，不同的假說之間并非彼此孤立，其內在的機制常常是相互重疊的。該項研究通過結構方程模型的手段，將氣候的影響分解為直接的和間接的兩個部分；間接影響通過森林林分的結構特征，包括林分的樹木個體數和林分內樹木的大小變異等。研究結果發現：1）氣候顯著直接地影響著樹木多樣性；2）氣候通過森林林分內樹木個體數間接影響著全球的樹木多樣性；3）氣候的直接影響強度要明顯大于間接影響強度。第一個研究結果同時支持了氣候忍耐假說、生態位理論和“紅皇后”假說；第二個研究結果支持了“更多個體假說”或者“物種-能量”假說；而第三個結果則表明氣候對多樣性的直接影響在森林樹木多樣性緯度梯度格局的形成過程中起著主導作用。
該項研究為深入理解生物多樣性緯度梯度格局的形成機制以及不同機制的相對重要性提供了全新的認識視角，在當前全球氣候變化的大背景之下，對生物多樣性的保護和管理大有裨益。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.13175
